从日晷到铯原子钟
在古代,人们没有计量时间的工具,只是以太阳升降来判断时间的早晚,因此有“日出而作,日入而息”之语。但是,中华民族是一个充满智慧的民族,早在周汉时期,就有了计量时间的仪器。最早的计时器是一种水时计——漏壶,据《隋志》记载:“漏刻之制,盖始于黄帝。”足见其出现之早。
漏壶 日晷
另一种计时器叫做日晷,它是在圆形的石板中间竖立一根铁针,石板周围刻着时辰标记,随太阳的东升西落,铁针的影子就能指示出时间来。元代郭守敬在河南登封建立的观星台,表高 40 尺,圭长 128 尺,重 18 吨,
使日影长度读数可准到 0.1 毫米。至今,北京故宫博物院还存有日晷这一古老的优秀文化遗产。
十六世纪中叶,意大利物理学家伽利略从教堂中的吊灯中受到启示, 发明了摆钟,从此钟表就诞生了。不过,当时钟表极其简陋,只有一根指示“小时”的时针,只有到了十八世纪才出现了分针,秒针是在十九世纪才出现的。人们将一天分为 24 小时,1 小时 60 分钟,1 分钟 60 秒。一秒钟就是一个平均太阳日的 1/86400。
随着科学技术的发展,钟表业也在飞速发展。从机械摆钟到电子手表, 各种钟表,五花八门,应有尽有。对于我们日常中的计时,这些钟表就已足够了。
但是,地球的自转并不是一天 24 小时丝毫不差,它在 10 年左右就会
相差一秒。例如 1992 年就要润一秒钟。因此,更精确的计时标准势在必行。
1967 年第十三届国际权度会议通过了新的时间标准:
1 秒钟=铯原子振动 9192631770 次所经历的时间。
这种铯原子钟即使用三十万年,误差仅一秒!1992 年的润秒就是由这一铯原子钟所确定的。目前,科学家们又在探索更高标准的计时系统,理论上预言用激光所建立起来的时间标准的精度还可以提高一万倍!
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